CN117780824A - 风力发电机高速轴多盘制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风力发电机高速轴多盘制动装置，摩擦片和制动盘交替布置，摩擦片安装在壳体两侧的容纳腔内，制动盘安装在空心轴上，具有制动和解除制动两种状态。分离组件设在制动盘和摩擦片上，用于解除制动时带动制动盘和摩擦片快速脱离摩擦。散热组件温度传感器安装在壳体上，实时检测制动盘温度，控制外接空气压缩机进行制动盘散热，外接空气压缩机输出口接至容纳腔制动盘左下侧。状态指示组件安装在壳体上，制动盘上侧，可伸出或缩回用于表示制动状态与制动解除状态。空心轴之间采用膜片联轴器方式通过膜片过渡连接具有减震以及补偿传动过程中转差作用。设置两套制动器，一套失效一套仍然可以完成任务，安全性能够得到保证。

Description

风力发电机高速轴多盘制动装置

技术领域

本发明涉及风力发电机高速轴制动技术领域，具体涉及一种高速轴多盘制动器。

背景技术

风力发电机高速轴制动机构通常为单盘钳盘式制动，单制动盘，四周安装若干钳盘式制动器，弹簧张力推动摩擦片夹紧制动盘，摩擦力阻止制动盘转动，达到制动效果，加压后液压力压缩弹簧带动活塞杆缩回，摩擦片与制动盘分离，解除制动。但是相关技术中制动盘直径较大，所需制动转矩较高，制动过程中易出现制动抖动，盘体裸露在空气中容易锈蚀，制动时极易影响制动稳定性与制动效果。制动器一旦出现问题，高速轴制动将完全失效。制动盘随高速轴高速转动与空气连续摩擦产生的温升依靠空气散热效果有限，与空气摩擦产生的温升与制动时摩擦片与制动盘产生的温升叠加对制动系统寿命影响较大。并且制动盘直径和所需制动转矩随风力发电机组功率升高而不断增大，单盘钳盘制动技术很难再继续适用于大功率风力发电机高速轴制动。

发明内容

本发明是基于对以上事实和问题的认识做出的。为了克服现有技术中单盘钳盘制动不适合于大功率风电机组高速轴制动、制动抖动、盘体裸露锈蚀、空气散热效果有限、单套制动器制动安全性有限等问题，本发明提供一种多制动盘结构将多个小直径制动盘与摩擦片交错安装在壳体中，对高速轴进行制动，两套制动器，当其中之一失效时，另一套依然可以正常工作。温度传感器实时检测制动盘温度，当温度高于一定值时，启动散热装置散热，温度降低至正常值，散热装置关闭。并且可随时查看制动状态。

本发明实施例的风力发电机高速轴多盘制动器组件包括：壳体，所述壳体具有容纳腔；制动组件：所述制动组件安装在两侧的容纳腔内，主要由制动盘和摩擦片组成，制动盘安装在空心轴上，摩擦片安装在壳体内，用于制动空心轴，具有制动状态和解除制动状态两种；分离组件：所述分离组件设在制动盘和摩擦片上，用于解除制动时带动制动盘和摩擦片快速脱离摩擦；散热组件：所述散热组件包括温度传感器与外接空气压缩机，温度传感器安装在壳体上，实时检测制动盘温度，外接空气压缩机输出口接至容纳腔制动盘下方；状态指示组件，所述状态指示组件安装在壳体上，制动盘上侧，一端伸出壳体，可伸出或缩回用于查看制动状态；连接组件由两根空心轴和膜片组成，两根空心轴之间对称、膜片联轴器方式连接，空心轴外壁设花键，制动盘与空心轴花键连接。

在一些实施例中，所述制动组件包括多个制动盘、多个摩擦片、阶梯盘、多个第一弹性元件、液压组件，所述多个制动盘通过花键安装在空心轴，多个摩擦片通过花键安装在壳体容纳腔，最左侧摩擦片直接与壳体抵接，并利用螺钉固定在壳体上，其余摩擦片与制动盘交替布置，最右侧摩擦片内侧布置制动盘，外侧外缘解除制动状态时与壳体抵接但不固定在壳体上，外侧其他部分与阶梯盘抵接，阶梯盘分别与液压组件、多个第一弹性元件抵接，第一弹性元件推动阶梯盘压紧摩擦片与制动盘产生制动转矩进行高速轴制动，液压组件推动阶梯盘压缩第一弹性元件分离制动盘与摩擦片解除制动。多个第一弹性元件两侧均布置阶梯盘，推动两套制动装置完成制动，当一侧制动装置液压元件出错无法正常归位时，另一侧制动装置在多个第一弹性元件作用下依然能进行制动；解除制动时，当其中一侧液压元件出错无法正常伸出时，另一侧液压元件伸出作用于第一弹性元件，进一步压紧另一侧制动装置，依然无法解除制动。

在一些实施例中，所述分离组件包括多个第二弹性元件、多个第三弹性元件、第一轴、第二轴、第一限位盘、第二限位盘。第二轴穿过摩擦片两端分别与壳体相连，且第二轴轴线与空心轴轴线平行，第三弹性元件套在第二轴上布置在摩擦片之间，最右侧第二弹性元件布置在摩擦片与壳体之间。第一轴穿过制动盘两端分别与第一、第二限位盘连接，轴线与空心轴轴线平行，第二弹性元件套在第一轴上并布置在所有制动盘、制动盘与第一限位盘、制动盘与第二限位盘之间。解除制动时，第二、第三弹性元件促使摩擦盘与制动盘快速分离，并防止制动盘高速旋转状态下与摩擦片产生接触。

在一些实施例中，所述散热组件包括温度传感器与一台小型空气压缩机，温度传感器通过壳体螺纹孔安装在壳体容纳腔内制动盘斜上方，小型空气压缩机输出口设置若干并行出口安装在壳体多个螺纹通孔上，通向制动盘下侧。温度传感器实时测定制动盘温度，当制动盘与空气连续摩擦温升达到一定值时，空气压缩机启动压缩气体并沿管道输出作用于制动盘表面进行散热。制动时控制空气压缩机启动压缩空气对制动盘、摩擦片进行散热。

在一些实施例中，所述状态指示组件包括一根状态指示杆、一个嵌入式螺母（中间带孔）、两个垫片、第四弹性元件、斜舌组成，斜舌上侧连接一根状态指示杆，根据指示杆伸出长度可查看制动状态。当制动器1与制动器2状态指示杆同时伸出时，表示制动状态；当制动器1和制动器2指示杆同时缩回时，表示解除制动状态；当制动器1与制动器2只有一侧指示杆伸出或缩回，表示制动状态。

在一些实施例中，所述风力发电机高速轴制动装置包括制动器1与制动器2，制动1与制动器2分别套在空心轴上对称相向布置，制动器1与制动器2中心轴通过膜片连接，制动器1与制动器2阶梯盘通过第一弹性元件连接，制动器1与制动器2壳体通过螺栓螺母结构连接。

在一些实施例中，所述高速轴制动装置制动器1可直接通过螺栓螺母结构安装在齿轮箱上，制动器1空心轴与齿轮箱输出轴或高速轴连接。所述高速轴制动装置制动器2可直接通过螺栓螺母结构安装在发电机壳体上，制动器2空心轴直接与发电机输入轴连接或通过一段高速轴再与发电机输入轴连接。

本发明专利的有益效果如下，本发明专利风力发电机高速轴制动装置采用多盘制动方式对风力发电机高速轴进行制动，制动转矩更高。制动盘套在空心轴安装于壳体容纳腔内，较之于实心轴重量较轻，摩擦片通过花键安装在壳体容纳腔内，能够一定程度缓解制动过程中的制动抖动问题，制动盘在壳体内部能够缓解制动盘锈蚀，提高制动稳定与制动效果。两根空心轴之间采用单片膜片联轴器方式通过膜片过渡连接，具有更好的减震作用以及补偿传动过程中转差的作用。可以缓解采用空气压缩机压缩空气通向制动盘表面散热较之于裸露在空气中散热，散热效果更高，并且温度传感器可实时检测制动盘表面温度，并控制空气压缩机工作，能够有效控制高速旋转制动盘温升，此外制动盘中间加强筋连接，具有较多空气流动空间，制动盘表面设置通风孔，散热速度更快。其次制动装置由制动器1和制动器2组成，两制动器同时制动，制动转矩更高，当一侧制动器故障无法进行制动，另一侧制动器依然可以进行制动，当一侧制动器故障无法解除制动，另一侧制动器正常工作，制动器依然保持锁死状态，安全性更高。紧接着在制动盘之间和摩擦片之间同时安装制动分离装置，可以有效避免制动结束后，摩擦片和制动盘无法快速脱离解除，以及制动盘高速旋转状态下有可能与摩擦片发生的摩擦问题。最后制动器1和制动器2均设置状态指示状态，通过指示杆的位置，维护人员可随时查看制动器状态，使其安全性能得到保证。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

图1为本发明专利实施例的风力发电机高速轴多盘制动装置剖视图

图2为本发明专利实施例的风力发电机高速轴多盘制动装置侧视图

图3为本发明专利实施例的风力发电机高速轴多盘制动装置剖视图B区域局部放大图

图4为本发明专利实施例的风力发电机高速轴多盘制动装置制动盘轴侧图

图5为本发明专利实施例的风力发电机高速轴多盘制动装置摩擦片轴侧图

图6为本发明专利实施例的风力发电机高速轴多盘制动装置剖视图A-A剖视图

附图标记：

制动器1，制动器2

壳体3，第一壳体31，第二壳体32，第三壳体34，第四壳体33

制动组件4，摩擦片41，摩擦片花键411，摩擦片扇形面412，摩擦片涌道413，制动盘42，制动盘花键421，制动盘散热孔422，制动盘条状加强筋423，制动盘第一轴连接孔424，第一阶梯盘431，第二阶梯盘432，第一弹性元件44，第一液压元件451，第二液压元件452

分离组件5，第一限位盘51，第一轴52，第二弹性元件53，第二限位盘54，第二轴55，第三弹性元件56

散热组件6，温度红外检测传感器第一安装孔611，温度红外检测传感器第二安装孔612，压缩机压缩空气输入散热孔621

状态指示组件7，状态指示杆71，嵌入式螺母72，垫片一73，第四弹性元件74，斜舌75，垫片二76

连接组件8，第一空心轴81，第二空心轴82，膜片83。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例所述实施例的实例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为本发明的限制。

如图1至图6所示，在本发明的具体实施例中，风力发电机高速轴多盘制动装置主要由制动器1和制动器2两部分组成，制动器1和制动器2对称布置，分别安装在第一空心轴81和第二空心轴82上，第一空心轴81和第二空心轴82之间通过膜片83连接。

如图1所示，本发明具体实施例的多盘制动器包括制动器1、制动器2、壳体3、制动组件4、分离组件5、散热组件6、状态指示组件7、连接组件8。

如图1所示，本发明具体实施例的多盘制动装置，制动器1壳体由第一壳体31和第二壳体32构成，制动器2壳体由第三壳体34和第四壳体33构成。第一壳体31和第二壳体32依靠外圆周6组螺栓连接，相应的第三壳体34和第四壳体33在外圆周方向上由6组螺栓连接。制动器1和制动器2连接，由制动器1第二壳体32和制动器2第四壳体33在外圆周方向上通过6组螺栓结构完成对接。第一壳体31和第三壳体34内有容纳腔，制动器1的摩擦片41安装在第一壳体31的容纳腔内，相应的制动器2的摩擦片41安装在第三壳体34的容纳腔内，摩擦片和壳体之间以局部花键形式连接，摩擦片在容纳腔内可沿轴向移动，但径向自由度被限制，不能沿径向移动，可抑制制动时发生在径向的抖动现象。

本发明具体实施例的制动组件4，由摩擦片41、制动盘42、第一阶梯盘431、第二阶梯盘432、第一弹性元件44、第一液压元件451和第二液压元件452组成。摩擦片41安装在第一壳体31和第三壳体34的容纳腔内。如图5，摩擦片与制动盘接触摩擦的地方材料为烧结金属，与摩擦片主体结构材料不同，具有耐高温等特性，在此处设计为凸出的扇形面，单侧设计有6个扇形面用于与制动盘摩擦，扇形面与扇形面之间设立涌道，便于制动温升时的散热。如图1，制动器1由4片摩擦片组成，从左往右依次为第1片摩擦片至第4片摩擦片，第1片摩擦片左侧与第一壳体31抵接，通过螺钉固定在第一壳体31上。在制动状态下，第1片摩擦片右侧面与制动盘接触摩擦，左侧面仅用于散热，第2、第3片摩擦片两侧均与制动盘接触挤压产生摩擦力阻止制动盘转动，第4片摩擦片左侧与制动盘接触摩擦，右侧与第一阶梯盘431接触，仅用于传递制动力，不与第一阶梯盘431产生摩擦，在解除制动状态下，第4片摩擦片与第二壳体32的凸台接触，该凸台设置也起到限位作用，此时制动盘随高速轴快速旋转。制动器2与制动器1对称布置，因此制动器2摩擦片布置与制动器1相似。

如图4，制动盘42为两片式中间为条状加强筋的组合体，条状加强筋之间的区域更有利于制动散热，制动盘两面上设置散热孔也用于制动散热。制动器1由3片制动盘42组成，从左往右依次为第1至第3制动盘，制动盘与摩擦片交替布置，3片制动盘分别布置在4片摩擦片之间的位置，制动盘42通过花键安装在第一空心轴81上随第一空心轴81转动，制动器2与制动器1制动盘布置方式相同。

如图1，第一阶梯盘431安装在第二壳体32的容纳腔内，可在第二壳体32容纳腔内沿轴向移动，第一阶梯盘431凸台可与与制动器1第4片摩擦片接触，第一阶梯盘431阶梯在制动状态时与第二壳体32容纳腔内壁面接触，解除制动时与第一液压元件44接触，第一阶梯盘431凹槽与第一弹性元件44左侧接触，第二阶梯盘432与第一阶梯盘431对称布置，第二阶梯盘432凹槽与第一弹性元件44右侧接触。制动状态下第一弹性元件44推动第一阶梯盘431和第二阶梯盘432挤压摩擦片41和制动盘42产生制动转矩。解除制动状态下，第一液压元件451伸出推动第一阶梯盘431沿轴向向右，第二液压元件452伸出推动第二阶梯盘432沿轴向向左，第一阶梯盘431和第二阶梯盘432相向移动，第一弹性元件44被压缩。第一阶梯盘431与第二阶梯盘432内壁面与第一空心轴81、第二空心轴82之间有一定安全距离，避免空心轴安装误差或制动导致的空心轴径向跳动与第一、第二阶梯盘产生摩擦。第一阶梯盘431与第二阶梯盘432外壁面通过导轨连接，控制阶梯盘轴向运动不偏离。第一阶梯盘431和第二阶梯盘432之间圆周方向设置6个第一弹性元件44，6个第一弹性元件规格一致，并且6个第一弹性元件对应于液压元件前侧，在第一阶梯盘431和第二阶梯盘432凹槽均匀布置。

本发明所述的高速轴多盘制动装置的分离组件，用于制动解除时制动盘42和摩擦片41快速脱离接触，以及制动盘随空心轴旋转时避免因振动、倾斜等导致的制动盘与摩擦片接触产生摩擦。如图1，分离组件5，由第一限位盘51、第一轴52、第二弹性元件53、第二限位盘54、第二轴55和第三弹性元件56组成。

多盘制动结构中，如果仅设置一组分离结构，仅安装在制动盘与制动盘之间或仅安装在摩擦片与摩擦片之间，解除制动时，仅能使制动盘之间或摩擦片之间距离迅速拉开，但是制动盘与摩擦片组之间并不能有效快速脱离接触，仍然存在摩擦，非必要的摩擦对摩擦片寿命与稳定性有很大影响，而且制动盘随空心轴高速旋转过程中，由于振动、倾斜导致的制动盘与摩擦片产生的摩擦也是非必要的。因次本发明高速轴多盘制动装置包括两组分离结构，在制动盘42之间与摩擦片41之间均设置有分离结构。第一限位盘51安装在第一空心轴81上，限位盘左侧与圆锥滚子轴承内圈接触，右侧与第一空心轴81从左往右第一级台阶侧面接触，与第一空心轴81通过键连接，随第一空心轴81高速旋转，在其圆周方向向右侧设计有4个圆孔（非通孔），圆孔轴线与第一空心轴81轴线平行，用于定位第一轴。第二限位盘54也安装在第一空心轴81上，与第一空心轴81通过键连接，在其圆周方向向左侧设计有4个圆孔（非通孔），圆孔轴线不仅与第一空心轴81轴线平行，而且与第一限位盘51四个圆孔轴线分别重合。第一限位盘51与第二限位盘54圆孔直径相同。第二限位盘54右侧与第一空心轴81从左往右第二级台阶侧面接触。第一轴52安装在第一限位盘51和第二限位盘54之间，两侧分别抵接两限位盘的圆孔，安装后第一轴52轴心与第一空心轴81平行，与对应限位盘圆孔轴心重合。第二弹性元件53分别安装在第一轴52上第一限位盘51与制动盘42中间、制动盘42之间、制动盘42与第二限位盘54之间的间隙中。制动时第二弹性元件53为压缩状态，解除制动时，第二弹性元件53推动制动盘42迅速回归到解除制动状态时位置，此外第二弹性元件53还控制在解除制动状态下制动盘42位置，避免其因为振动、倾斜与摩擦片41产生接触进行不需要的摩擦。解除制动下，安装在第一空心轴81上的制动盘42、第一限位盘51、第二限位盘54之间的分离结构随第一空心轴81高速旋转。此外在摩擦片之间也设置有一套分离结构，第二轴55两侧分别与第一壳体31和第二壳体32上的孔抵接，孔径与第二轴55相同，孔轴线与第二轴55轴线平行并且安装后与第一空心轴轴线81平行，在摩擦片41之间以及摩擦片41与第二壳体32之间分别安装第三弹性元件56，由于第1片摩擦片41固定在第一壳体31上，因此第1片摩擦片41与第一壳体31之间不设置第三弹性元件56，用于控制制动解除时推动摩擦片41与制动盘42迅速脱离接触。

本发明风力发电机高速轴多盘制动装置，两组分离结构联动共同控制解除制动状态下制动盘与摩擦片迅速脱离接触。正常工作期间，解除制动状态下，制动盘42随第一空心轴81高速旋转时，设置在制动盘42之间的第二弹性元件53与摩擦片之间的第三弹性元件56保持制动盘与摩擦片之间安全距离。第二弹性元件53与第三弹性元件56控制制动盘42和摩擦片41保持在安全位置，避免振动、倾斜等因素导致的制动盘和摩擦片之间意外接触。制动时，第二弹性元件53、第三弹性元件56同时被压缩，制动盘42与摩擦片41挤压摩擦产生制动转矩进行第一空心轴81制动。解除制动时，第二弹性元件53与第三弹性元件56快速恢复原状态，第二弹性元件53与第三弹性元件56联动，控制制动盘42与摩擦片41脱离接触，制动力瞬时解除，制动盘42和摩擦片41之间的挤压力瞬时消失，制动盘42和摩擦片41之间在第二弹性元件53和第三弹性元件56作用下迅速脱离接触，第二弹性元件53推动制动盘42沿第一轴52快速向右运动，同时第三弹性元件56推动摩擦片41沿第二轴55快速向右运动，及至制动盘42和摩擦片41到达安全位置，之后保持此位置不动。制动器2与制动1对称布置，原理相似。

本发明风力发电机高速轴多盘制动装置在壳体上还设置有状态指示组件7，如图3，状态指示组件7由状态指示杆71、嵌入式螺母72、垫片一73、第四弹性元件74、垫片二76和斜舌75组成。状态指示杆71与斜舌75通过螺纹结构连接，并通过嵌入式螺母72圆孔，制动盘上方的通孔，上半段为圆孔，下半段为方孔，嵌入式螺母72中间沿轴心设有通孔可供状态指示杆71上下运动，嵌入式螺母72旋拧在制动盘上方的圆孔内，垫片一73安装在圆孔内，一侧与嵌入式螺母72前端接触，一侧与第四弹性元件74抵接，垫片二76，内有螺纹旋拧在状态指示杆上，安装位于方孔与圆孔过渡壁面，第四弹性元件安装位于垫片二76与垫片一73之间，斜舌安装在方孔内，上与垫片二76接触，垫片一73、垫片二76、嵌入式螺母72轴线重合，并且均设有通孔，状态指示杆71可穿过其通孔。

如图1和图3，在制动状态下，制动盘42推动斜舌75带动状态指示杆71向上运动，状态指示杆71伸出嵌入式螺母72内孔，以此来表示制动状态，此时第四弹性元件74被压缩。安装状态下与解除制动状态下，第四弹性元件74恢复，推动垫片二76带动斜舌75向下，状态指示杆71缩回，表示解除制动状态。制动时，制动盘42向左移动，推动斜舌75带动状态指示杆71伸出。解除制动时，制动盘42向右移动，第四弹性元件74推动斜舌75带动状态指示杆71缩回。正常状态下，制动时制动器1与制动器2状态指示杆71均应伸出，解除制动状态下制动器1与制动器2状态指示杆71均应缩回。如果一侧制动装置发生故障，两侧状态指示杆71一侧伸出一侧缩回，表示一侧制动装置可能液压元件发生故障无法正常工作，但是此时制动装置依然在制动状态下。

如图1，该风力发电机高速轴制动装置还设置有散热组件，散热组件包括温度红外检测传感器第一安装孔611、温度红外检测传感器第二安装孔612和压缩机压缩空气输入散热孔621，制动器1和制动器2均安装温度红外检测传感器，解除制动状态下制动盘42随第一空心轴81高速旋转时，实时检测盘面温度，当盘面温升超过一定阈值，压缩机启动输出压缩空气通过压缩空气输入散热孔621至制动盘42容纳腔进行散热，直至盘面温度至一定阈值，压缩机停止。制动时，压缩机启动输入压缩空气进行散热，制动结束后直至盘面温度降低至一定阈值，压缩机停止。

如图1，该风力发电机高速轴制动装置连接组件包括两根空心轴，第一空心轴81和第二空心轴82，第一空心轴81用于与风力发电机增速齿轮箱输出轴通过花键连接，第二空心轴82用于与发电机输入轴通过花键进行连接。第一空心轴81和第二空心轴82中间膜片83连接，连接方式与膜片联轴器连接方式相同，可用于补偿所连两轴的相对位移。

如图1，制动装置处于制动状态，该装置为常闭式制动装置。解除制动时，液压油推动液压部件451向第一阶梯盘431施加向右载荷，液压油推动液压部件452向第二阶梯盘432施加向左载荷，第一弹性元件44被压缩，第一阶梯盘431和第二阶梯盘432在第二壳体32和第四壳体33容纳腔内沿轴线做相向运动。制动力解除，第二弹性元件53和第三弹性元件56迫使两侧制动盘42和摩擦片41快速脱离接触，移动至安全位置，制动器1的制动盘42向右运动，制动器2的制动盘42向左运动，第四弹性元件74推动两侧状态指示杆71缩回，制动状态转换为解除制动状态。

制动时，液压组件451卸载，第一弹性元件44张力加载至第一阶梯盘431和第二阶梯盘432，推动第一阶梯盘431和第二阶梯盘432反向运动，挤压制动盘42和摩擦片41产生制动转矩，对第一空心轴81和第二空心轴82进行制动，及至高速轴转速降低至0后，一直保持制动状态，对高速轴进行锁死。制动器1的制动盘42向左运动，制动器2的制动盘42向右运动，推动斜舌75带动状态指示杆71伸出，制动状态转换为制动状态。

本实施例的风力发电机高速轴多盘制动装置，其安全性更高。当制动器1发生故障，第一液压元件451无法正常缩回进行制动操作，制动器2可以进行正常制动时，第一弹性元件44张力全部加载至制动器2的第二阶梯盘432，挤压制动盘42和摩擦片41产生制动转矩，此时制动力更高，仍然可以完成高速轴制动。同理当制动器2第二液压元件452无法正常缩回，制动器1可以正常制动时，依然可以完成高速轴制动。当制动器1发生故障，第一液压元件451无法正常伸出进行解除制动，制动器2的第二液压元件452能够正常伸出进行解除制动时，第二液压元件452伸出，压缩第一弹性元件44，由于第一液压元件451无法正常伸出，第一弹性元件44张力全部作用至第一阶梯盘431，挤压制动盘42和摩擦片41，制动力矩更大，高速轴处于制动锁死状态。当单侧制动器发生故障，液压元件无法正常伸出进行解除制动时，高速轴处于锁死状态，制动无法解除，避免再制动时，制动器故障出现安全风险。

Claims (6)

1.一种风力发电机高速轴多盘制动装置，包括制动器1和制动器2，制动器1和制动器2相同均由壳体3、制动组件4、分离组件5、散热组件6、状态指示组件7以及连接组件8组成，制动器1壳体由第一壳体31和第二壳体32构成，制动器2壳体由第三壳体34和第四壳体33构成，第一壳体31和第二壳体32依靠外圆周6组螺栓连接，相应的第三壳体34和第四壳体33在外圆周方向上也由6组螺栓连接，制动器1和制动器2连接，由制动器1第二壳体32和制动器2第四壳体33在外圆周方向上通过6组螺栓结构完成对接，第一壳体31和第三壳体34内有容纳腔，制动器1的摩擦片41安装在第一壳体31的容纳腔内，相应的制动器2的摩擦片41安装在第三壳体34的容纳腔内，摩擦片和壳体之间以局部花键形式连接，摩擦片在容纳腔内可沿轴向移动，但径向自由度被限制，不能沿径向移动，一定程度上可抑制制动时发生在径向的抖动现象，制动组件4，由摩擦片41、制动盘42、第一阶梯盘431、第二阶梯盘432、第一弹性元件44、第一液压元件451和第二液压元件452组成，摩擦片41安装在第一壳体31和第三壳体34的容纳腔内，摩擦片与制动盘接触摩擦的地方材料为烧结金属，与摩擦片主体结构材料不同，具有耐高温等特性，将此处设计为凸出的扇形面412，单侧设计有6个扇形面用于与制动盘摩擦，扇形面与扇形面之间设立涌道413，便于制动温升时的散热。

2.根据权利要求1所述的风力发电机高速轴多盘制动装置，其特征在于，制动器1由4片摩擦片组成，从左往右依次为第1片摩擦片至第4片摩擦片，第1片摩擦片左侧与第一壳体31抵接，通过螺钉固定在第一壳体31上，在制动状态下，第1片摩擦片右侧面与制动盘接触摩擦，左侧面仅用于散热，第2、第3片摩擦片两侧均与制动盘接触挤压产生摩擦力阻止制动盘转动，第4片摩擦片左侧与制动盘接触摩擦，右侧与第一阶梯盘431接触，仅用于传递制动力，不与第一阶梯盘431产生摩擦，在解除制动状态下，第4片摩擦片与第二壳体32的凸台接触，该凸台设置也起到限位作用，此时制动盘随高速轴快速旋转，制动器2与制动器1对称布置，因此制动器2摩擦片布置与制动器1相似。

3.根据权利要求1和2所述的风力发电机高速轴多盘制动装置，其特征在于，在制动状态下，制动盘42推动斜舌75带动状态指示杆71向上运动，状态指示杆71伸出嵌入式螺母72内孔，以此来表示制动状态，此时第四弹性元件74被压缩，安装状态下与解除制动状态下，第四弹性元件74恢复，推动垫片二76带动斜舌75向下，状态指示杆71缩回，表示解除制动状态，制动时，制动盘42向左移动，推动斜舌75带动状态指示杆71伸出，解除制动时，制动盘42向右移动，第四弹性元件74推动斜舌75带动状态指示杆71缩回，正常状态下，制动时制动器1与制动器2状态指示杆71均应伸出，解除制动状态下制动器1与制动器2状态指示杆71均应缩回，如果一侧制动装置发生故障，两侧状态指示杆71一侧伸出一侧缩回，表示一侧制动装置可能液压元件发生故障无法正常工作，此时制动装置依然在制动状态下。

4.根据权利要求1所述的风力发电机高速轴多盘制动装置，其特征在于，分离组件5，由第一限位盘51、第一轴52、第二弹性元件53、第二限位盘54、第二轴55和第三弹性元件56组成，高速轴多盘制动装置的分离组件5，用于制动解除时制动盘42和摩擦片41快速脱离接触，以及制动盘42随空心轴81、82旋转时避免因振动、倾斜等导致的制动盘42与摩擦片41接触产生摩擦。

5.根据权利要求4所述的风力发电机高速轴多盘制动装置，其特征在于，两组分离结构联动共同控制解除制动状态下制动盘与摩擦片迅速脱离接触，运行期间，解除制动状态下，制动盘42随第一空心轴81与第二空心轴82高速旋转时，设置在制动盘42之间的第二弹性元件53与摩擦片之间的第三弹性元件56保持制动盘与摩擦片之间安全距离，避免振动、倾斜等因素导致的制动盘和摩擦片之间意外接触，制动时，第二弹性元件53和第三弹性元件56同时被压缩，制动盘42与摩擦片41挤压摩擦产生制动转矩进行第一空心轴81与第二空心轴82制动，解除制动时，第二弹性元件53与第三弹性元件56快速恢复原状态，第二弹性元件53与第三弹性元件56联动，控制制动盘42与摩擦片41脱离接触，制动力瞬时解除，制动盘42和摩擦片41之间的挤压力瞬时消失，制动盘42和摩擦片41之间在第二弹性元件53和第三弹性元件56作用下迅速脱离接触，制动器1第二弹性元件53推动制动盘42沿第一轴52快速向右运动，同时第三弹性元件56推动摩擦片41沿第二轴55快速向右运动，及至制动盘42和摩擦片41到达安全位置，之后保持此位置不动，制动器2与制动1对称布置，原理相似。

6.根据权利要求1所述的风力发电机高速轴多盘制动装置，其特征在于，制动时，液压组件451卸载，第一弹性元件44张力加载至第一阶梯盘431和第二阶梯盘432，推动第一阶梯盘431和第二阶梯盘432反向运动，挤压制动盘42和摩擦片41产生制动转矩，对第一空心轴81和第二空心轴82进行制动，及至高速轴转速降低至0后，一直保持制动状态，对高速轴进行锁死，制动器1的制动盘42向左运动，制动器2的制动盘42向右运动，推动斜舌75带动状态指示杆71伸出，状态转换为制动状态，当制动器1发生故障，第一液压元件451无法正常缩回进行制动操作，制动器2可以进行正常制动时，第一弹性元件44张力全部加载至制动器2的第二阶梯盘432，挤压制动盘42和摩擦片41产生制动转矩，此时制动力更高，仍然可以完成高速轴制动，同理当制动器2第二液压元件452无法正常缩回，制动器1可以正常制动时，依然可以完成高速轴制动，当制动器1发生故障，第一液压元件451无法正常伸出解除制动，制动器2的第二液压元件452能够正常伸出解除制动时，第二液压元件452伸出，压缩第一弹性元件44，由于第一液压元件451无法正常伸出，第一弹性元件44张力全部作用至第一阶梯盘431，挤压制动盘42和摩擦片41，制动力矩更大，高速轴处于制动锁死状态。